并发编程与MyBatis精解-优快云博客

📕我是廖志伟，一名Java开发工程师、《Java项目实战——深入理解大型互联网企业通用技术》（基础篇）、（进阶篇）、（架构篇）清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、优快云博客专家、阿里云专家博主、51CTO专家博主、产品软文专业写手、技术文章评审老师、技术类问卷调查设计师、幕后大佬社区创始人、开源项目贡献者。

📘拥有多年一线研发和团队管理经验，研究过主流框架的底层源码(Spring、SpringBoot、SpringMVC、SpringCloud、Mybatis、Dubbo、Zookeeper)，消息中间件底层架构原理(RabbitMQ、RocketMQ、Kafka)、Redis缓存、MySQL关系型数据库、 ElasticSearch全文搜索、MongoDB非关系型数据库、Apache ShardingSphere分库分表读写分离、设计模式、领域驱动DDD、Kubernetes容器编排等。不定期分享高并发、高可用、高性能、微服务、分布式、海量数据、性能调优、云原生、项目管理、产品思维、技术选型、架构设计、求职面试、副业思维、个人成长等内容。

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一、并发编程知识体系

线程基础

在并发编程领域，线程是程序执行的最小单元，它允许程序在同一时间执行多个任务。线程的创建和管理是并发编程的核心，它涉及到操作系统内核对进程的调度和线程的同步与通信。

线程生命周期

线程的生命周期由多个状态组成，这些状态在运行过程中不断转换，反映了线程的动态行为。以下是线程生命周期的详细描述：

新建（New）：线程被创建，但尚未启动。
就绪（Runnable）：线程已准备好执行，等待被调度。
运行（Running）：线程正在执行，由CPU调度。
阻塞（Blocked）：线程因为某些原因（如等待资源）而无法继续执行。
等待（Waiting）：线程主动放弃CPU资源，等待特定条件成立。
超时等待（Timed Waiting）：线程在等待一个超时时间后，如果条件仍未成立，则从超时等待状态返回就绪状态。
终止（Terminated）：线程执行完毕或被终止。

线程优先级

线程优先级在Java中通过Thread类的getPriority()和setPriority()方法进行设置。Java提供了10个优先级等级，从最低的1到最高的10，优先级高的线程更有可能获得CPU资源。线程优先级并不能保证线程一定会被执行，它只是影响线程调度的一个因素。

守护线程

守护线程（Daemon Thread）是一种特殊的线程，它为其他线程提供服务，不会阻塞程序执行。当所有非守护线程结束时，守护线程也会自动结束。在Java中，可以通过调用setDaemon(true)方法将线程设置为守护线程。

线程池

线程池是管理一组线程的集合，它可以有效地控制线程的创建、销毁和复用，提高系统资源利用率。线程池的核心参数配置包括：

核心线程数：线程池在运行时保持的线程数量。
最大线程数：线程池能创建的最大线程数。
存活时间：线程池中空闲线程的存活时间。
工作队列：用于存放等待执行的任务的队列。
拒绝策略：当线程池中的线程数量达到最大值时，拒绝策略决定了如何处理新提交的任务。

拒绝策略

当线程池中的线程数量达到最大值时，拒绝策略决定了如何处理新提交的任务。常见的拒绝策略包括：

AbortPolicy：抛出异常，终止程序执行。
CallerRunsPolicy：调用者运行，将任务回退给调用者线程。
DiscardPolicy：丢弃任务，不抛出异常。
DiscardOldestPolicy：丢弃最旧任务，并重新尝试执行新任务。

工作队列类型

线程池的工作队列用于存放等待执行的任务，常见的队列类型包括：

LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列，适用于任务数量不确定的场景。
ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列，适用于任务数量确定且固定大小的场景。
PriorityBlockingQueue：基于优先级的阻塞队列，适用于有优先级任务的场景。
SynchronousQueue：同步队列，不存储元素，适用于线程间一对一传递数据的场景。

同步机制

同步机制用于解决多线程并发访问共享资源时可能出现的数据不一致问题。常见的同步机制包括：

悲观锁/乐观锁：悲观锁假设并发操作会破坏数据一致性，因此在进行操作前加锁；乐观锁则认为并发操作不会破坏数据一致性，只有在操作完成后才进行验证。
读写锁：读写锁允许多个线程同时读取数据，但只允许一个线程写入数据。
条件变量：条件变量用于线程间的通信，一个线程在满足条件时可以等待，直到其他线程发出通知。

并发集合

并发集合是专门为并发操作设计的集合类，可以保证在多线程环境下安全地使用。常见的并发集合包括：

ConcurrentHashMap：基于分段锁的并发HashMap，通过分段锁提高并发性能。
CopyOnWrite容器：在写操作时复制整个容器，读操作时访问副本，适用于读多写少的场景。
BlockingQueue：线程安全的队列，支持线程间的生产者-消费者模式。

并发工具类

并发编程中，一些工具类可以帮助我们简化开发。常见的工具类包括：

Phaser：用于协调多个线程的执行，类似于CyclicBarrier。
Exchanger：用于在线程间交换数据。
FutureTask：用于异步执行任务，并获取结果。

非阻塞算法

非阻塞算法是指在多线程环境中，线程之间不需要通过锁来同步，而是通过共享变量的原子操作来实现线程间的协作。常见的非阻塞算法包括：

CAS（Compare-And-Swap）原理：比较并交换操作，用于实现无锁编程。
Atomic类：提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。
无锁队列：使用CAS操作实现的无锁队列。

并发框架

并发框架可以帮助我们更好地管理和利用并发资源。常见的并发框架包括：

Netty线程模型：Netty采用主从多线程模型，主线程负责接收客户端连接，从线程负责处理业务逻辑。
Akka Actor模型：Akka使用Actor模型，将每个线程封装为一个Actor，通过消息传递实现线程间的通信。
Disruptor环形缓冲区：Disruptor使用环形缓冲区，通过CAS操作实现高效的并发处理。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过XML或注解的方式将SQL语句与Java对象进行映射，实现数据库操作。这种映射关系可以减少代码量，提高开发效率。

注解映射

MyBatis提供了一系列注解，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等，用于定义SQL语句。这些注解简化了SQL映射的配置，使得代码更加简洁。

结果集映射

MyBatis可以将数据库结果集映射到Java对象，包括单列映射、多列映射和复杂类型映射。这种映射关系使得Java对象可以与数据库表中的数据相对应。

关联查询

MyBatis支持多表关联查询，通过@One、@Many等注解实现。这些注解可以简化关联查询的配置，使得代码更加简洁。

动态SQL

MyBatis允许在SQL语句中动态地插入条件、参数等，提高SQL语句的灵活性。这种动态SQL的配置可以减少代码量，提高开发效率。

OGNL表达式

OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，用于在MyBatis中动态地获取Java对象的属性值。OGNL表达式可以简化Java对象的访问，提高代码的可读性。

分支语句

MyBatis支持条件分支语句，如if、choose、when、otherwise等。这些分支语句可以简化SQL语句的配置，提高代码的可读性。

批量操作

MyBatis支持批量插入、更新和删除操作，提高数据库操作效率。这种批量操作的配置可以减少数据库的访问次数，提高性能。

缓存机制

MyBatis提供一级缓存和二级缓存机制，用于提高数据库查询性能。一级缓存是SqlSession级别的缓存，二级缓存是全局缓存。

一级缓存

一级缓存是SqlSession级别的缓存，当同一个SqlSession查询相同的数据时，可以直接从缓存中获取结果。这种缓存机制可以减少数据库的访问次数，提高性能。

二级缓存

二级缓存是全局缓存，可以在多个SqlSession间共享。通过配置实现二级缓存，可以提高数据库查询性能。二级缓存可以解决跨SqlSession查询相同数据的问题。

自定义缓存

MyBatis允许自定义缓存实现，以满足特定需求。自定义缓存可以通过实现Cache接口来实现。

代理模式

MyBatis使用代理模式实现Mapper接口，使得开发者可以像调用普通Java对象一样调用Mapper接口的方法。这种代理模式简化了Mapper接口的调用，提高了开发效率。

MapperProxy

MapperProxy是MyBatis的内部类，用于实现Mapper接口的代理。它通过动态代理技术实现Mapper接口的代理。

插件拦截

MyBatis允许开发者自定义插件，拦截执行流程中的特定阶段，如查询、更新、删除等。这种插件机制可以扩展MyBatis的功能，满足特定需求。

动态代理执行流程

MyBatis通过动态代理技术实现Mapper接口的代理，代理对象在执行方法时会调用MyBatis的执行器。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，负责数据库操作。SqlSession的生命周期包括创建、使用和关闭。在创建SqlSession时，会建立数据库连接，在关闭SqlSession时，会关闭数据库连接。

执行器类型

MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor，用于处理SQL语句。这些执行器类型可以根据不同的场景选择使用。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，即在需要时才加载关联对象，提高性能。延迟加载可以减少数据库的访问次数，提高性能。

扩展机制

MyBatis提供扩展机制，允许开发者自定义插件、拦截器等，以满足特定需求。这种扩展机制可以扩展MyBatis的功能，满足特定需求。

类型处理器

MyBatis提供类型处理器，用于将数据库数据类型转换为Java对象类型。这种类型处理器可以简化数据类型的转换，提高开发效率。

拦截器链

MyBatis使用拦截器链实现执行过程中的拦截，如查询拦截、更新拦截等。这种拦截器链可以扩展MyBatis的功能，满足特定需求。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、SQL Server等，以满足不同数据库的需求。这种方言支持可以简化数据库操作的配置，提高开发效率。

总结

本文从并发编程和MyBatis两个角度，详细介绍了相关的知识点。通过学习这些知识点，我们可以更好地理解和应用并发编程和MyBatis，提高系统性能和开发效率。在实际开发中，我们需要根据具体需求选择合适的并发编程模型和MyBatis配置，以达到最佳效果。

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